青霉素溶剂萃取培训课件

青霉素溶剂萃取青霉素的性质青霉素的性质青霉素萃取溶剂青霉素萃取溶剂青霉素萃取操作条件青霉素萃取操作条件青霉素萃取方式青霉素萃取方式青霉素萃取设备青霉素萃取设备目录目录2青霉素溶剂萃取青霉素的理化性质青霉素的理化性质青霉素本身为一元酸，可与钾、钠、镁、钙、铝和铵等化青霉素本身为一元酸，可与钾、钠、镁、钙、铝和铵等化合成盐类。合成盐类。易溶于水，游离酸易溶于醇、酮、醚、酯等一般有机溶剂。易溶于水，游离酸易溶于醇、酮、醚、酯等一般有机溶剂。游离酸或盐类的水溶液均不稳定，极易失去抗菌效力。游离酸或盐类的水溶液均不稳定，极易失去抗菌效力。不耐热，一般保存于冰箱中，但青霉素盐的结晶纯品，在不耐热，一般保存于冰箱中，但青霉素盐的结晶纯品，在干燥条件下可于室温保存数年。干燥条件下可于室温保存数年。青霉素的抗菌效力与其分子中的青霉素的抗菌效力与其分子中的-内酰胺环有关。内酰胺环有关。3青霉素溶剂萃取青霉素萃取溶剂 根据相似相溶的原理，选择与目的物 结构相近的溶剂 l分子结构相似:组成,官能团l根据萃取目标物的介电常数寻找极性相近的溶剂为萃取溶剂.4青霉素溶剂萃取青霉素萃取溶剂l不同的萃取剂对溶质的萃取效果不同。如疏水性的青霉素G和V酸性很强，其pKa值为2.53.1，相对分子质量分别为334和350，适宜用有机溶剂从发酵液中萃取，在pH 2.53.0范围内，用乙酸戊酯和乙酸丁酯作为萃取剂的萃取效率高（如下表5青霉素溶剂萃取青霉素萃取溶剂溶剂pH 2.5（溶剂/水）pH 7.0（溶剂/水）乙酸戊酯45/11/235乙酸丁酯47/11/186乙酸乙酯39/11/260氯仿39/11/220乙醚12/11/1906青霉素溶剂萃取青霉素萃取溶剂l根据以上因素，我组选定根据以上因素，我组选定乙酸丁酯作为萃取溶剂7青霉素溶剂萃取青霉素萃取操作条件萃取压力 萃取过程中，SF密度的变化直接影响萃取效果。萃取压力是影响SF密度的重要参数。压力的变化能显著提高SF溶解物质的能力。根据萃取压力的变化，可将SFE分为3类：(1)高压区的全萃取。高压时，SF的溶解能力强，可最大限度地溶解所有成分；8青霉素溶剂萃取青霉素萃取操作条件压力(2)低压临界区的萃取，仅能提取易溶解的成分，或除去有害成分；(3)中压区的选择萃取，在高低压之间，可根据物料萃取的要求，选择适宜的压力进行有效萃取。当压力增加到一定程度后，则溶解增加缓慢，这是由于高压下超临界相密度随压力变化缓慢所致。另外，压力对萃取效果的影响还与溶质的性质有关。9青霉素溶剂萃取青霉素萃取操作条件温度l由图可见，温度升高青霉素的稳定性急剧下降，即温度越低越稳定。工厂都在pH=2.0下操作，所以只能选择在低温(5)下进行，以减少因降解而造成的损失，这大大增加了操作能耗。图5温度对青霉素半衰期的影响10青霉素溶剂萃取青霉素萃取操作条件温度l而将萃取操作的而将萃取操作的pH提高到提高到3.0，操作温度就可操作温度就可以提高。另一方面，大量实验证明以提高。另一方面，大量实验证明，在低温下在低温下萃取，乳化严重，提高温度将有利于两相分离，萃取，乳化严重，提高温度将有利于两相分离，对操作是有利的。对操作是有利的。以年产以年产1kt青霉素的规模青霉素的规模计算，每年的冷却费用在计算，每年的冷却费用在200万元以上万元以上。而将而将萃取萃取pH提高到提高到3.0，萃取操作温度可以萃取操作温度可以从低温从低温提高到常温，节省了大量的能源。提高到常温，节省了大量的能源。同时，实验同时，实验证明，证明，有机萃取剂的萃取率随温度升高也有所有机萃取剂的萃取率随温度升高也有所上升。上升。11青霉素溶剂萃取青霉素萃取操作条件pHl图3萃取率与萃取pH的关系l从图看到：随着青霉素萃取操作的pH值的降低，单级萃取率急剧升高，直到pH p p2 239青霉素溶剂萃取恒压变温流程恒压变温流程 恒压变温流程恒压变温流程(如图所示如图所示)是利用不是利用不同温度下，物质在超临界流体中的溶解同温度下，物质在超临界流体中的溶解度差异度差异(或者说超临界流体的萃取能力或者说超临界流体的萃取能力的不同的不同)，通过改变操作温度，使萃取，通过改变操作温度，使萃取组分与超临界流体分离。组分与超临界流体分离。萃取组分萃取组分物料物料p p1 1p p2 2T T2 2T T1 1加热器加热器泵泵萃取器萃取器分分离离槽槽冷却器冷却器p p1 1=p=p2 2T T2 2 T T1 1 首先，超临界流体经冷却器降温至首先，超临界流体经冷却器降温至T T1 1后，进入萃取器与原料混合进行超临后，进入萃取器与原料混合进行超临界萃取；萃取了溶质的超临界流体经加界萃取；萃取了溶质的超临界流体经加热器升温至热器升温至T T2 2，使超临界流体的密度降，使超临界流体的密度降低，溶解能力下降，从而使溶质与溶剂低，溶解能力下降，从而使溶质与溶剂在分离槽中得以分离。在分离槽中得以分离。40青霉素溶剂萃取恒温吸附流程恒温吸附流程 恒温吸附流程是在分离槽内放置仅吸附恒温吸附流程是在分离槽内放置仅吸附溶质而不吸附溶剂的吸附剂，使溶质在分离溶质而不吸附溶剂的吸附剂，使溶质在分离槽内被吸附，使之与超临界流体分离。槽内被吸附，使之与超临界流体分离。萃取组分萃取组分物料物料p p1 1p p2 2T T2 2T T1 1泵泵萃取器萃取器分分离离槽槽p p1 1=p=p2 2T T1 1=T=T2 2 由前面介绍不难看出，超临界流体具有由前面介绍不难看出，超临界流体具有与液体溶剂相接近的溶剂能力，具有比液体与液体溶剂相接近的溶剂能力，具有比液体更高的传质速率，并且在温度或压强的微小更高的传质速率，并且在温度或压强的微小改变下，其密度随之发生变化，从而引起其改变下，其密度随之发生变化，从而引起其溶解能力改变，使得萃取后的溶质与溶剂易溶解能力改变，使得萃取后的溶质与溶剂易分离，降低能耗等特点；若萃取操作中选择分离，降低能耗等特点；若萃取操作中选择化学性质稳定、无毒、无腐蚀性的物质做萃取剂（如：二氧化碳），则不化学性质稳定、无毒、无腐蚀性的物质做萃取剂（如：二氧化碳），则不会引起被萃取物的污染。因此，超临界萃取在生物化工生产中有着广阔的会引起被萃取物的污染。因此，超临界萃取在生物化工生产中有着广阔的应用前景。应用前景。41青霉素溶剂萃取青霉素萃取设备青霉素萃取设备l根据以上比较，我组选定根据以上比较，我组选定连续逆流离心萃取机连续逆流离心萃取机42青霉素溶剂萃取谢谢谢谢！43青霉素溶剂萃取